Tutkijat keksivät vain pyörän uudelleen kirjaimellisesti

Tuhansia vuosia sitten pyörän keksiminen vei ihmisiä kohti sivilisaatiota. Vaikka se on kokenut joitain pieniä muutoksia historian aikana käytön (ensimmäisiä pyöriä on voitu käyttää keramiikan valmistamiseen eikä kuljetukseen) ja materiaalien suhteen, itse peruskäsitettä ei oletettavasti voida parantaa.

Paitsi ehkä.

Mitä uutta - Keskiviikkona julkaistussa lehdessä Tiederobotiikka Tutkijat esittävät yksityiskohtaisesti suunnittelunsa origamille innoittamalle, muotoa muuttavalle renkaalle, joka voi muuttaa omaa rakennettaan siirtymällä perinteisemmästä, pitkästä ja laihasta muodosta lyhyeksi ja rasvaksi. Tällöin rengas voi tarjota kuljettajille mielenkiintoisia etuja, joiden staattiset rengasrakenteet eivät vain pysty hallitsemaan.

Suurikapasiteettinen, transformoitava origamipyörä ei ole tarttuva nimi, mutta pyörä käyttää jotain, jota kutsutaan vesipommin tesselation origamikuviosta (joka on mahtava nimi) siirtymiseen pienien ja suurten muotojen välillä, kun sitä käytetään.

Origamipyörät, jotka ovat samanlaisia ​​kuin tämä, eivät ole uusia, mutta nämä aikaisemmat mallit eivät olleet kovin hyviä kantamaan kuormia siirtymävaiheen aikana. Muuttuva pyörä ei ole erityisen hyödyllinen kuljettajalle, jos joudut ensin ottamaan kaikki vaihteesi pois laitteistasi käyttääksesi sitä.

Uusi pyörä pystyy kuitenkin kantamaan yli 2248 kiloa painoa myös vaihdettaessa pyörän muotojen välillä.

Tämä paperista tuleva kuva näyttää kuinka pyörä muuttuu ja kuinka pyörän halkaisija muuttuu noin 0,8 metristä 0,46 metriin. Lee et ai., Sci. Robotiikka (2021)

Kuinka se toimii - Uuden pyörämallin temppu on, kuinka se hallitsee kuormaa siirtymävaiheessa. Origamirengasrakenteessa on joustavat kalvot, jotka voivat puhaltaa kuin palkeet jäykkien rajoitusten välillä. Toisin sanoen pyörän reunoissa on jonkin verran taipumista, mutta pyörän pinnat ovat jäykemmät. Ryhmä totesi, että lisäämällä kalvojen kokoa ne voisivat antaa pyörälle riittävän voimaa kantaa raskaan kuormituksen myös vakaampien pyörämuotojen välillä tapahtuvan siirtymävaiheen aikana.

Uusi kalvokonsepti tarjoaa riittävän pehmeyden ja joustavuuden pyörässä absorboimaan maasta tulevat vääristymät ja iskut samalla tavalla kuin perinteinen kumirengas. Renkaan kulutuspinta auttaa sitä myös käsittelemään erilaisia ​​maastoja - ohuempi ja korkeampi tila voi olla hyödyllinen esimerkiksi esteiden täynnä olevan maan ylittämiseen, kun taas lyhyempi, paksumpi tila voi olla hyödyllinen esimerkiksi hiekan ylittämiseen.

Miksi sillä on merkitystä - On epätodennäköistä, että seuraava crossoverisi tulee näiden temppupyörien kanssa, mutta pyörillä on potentiaalisia sovelluksia monenlaisissa käyttötilanteissa - kutenajoneuvojavaeltaminen esimerkiksi maan ulkopuolisilla ruumiilla.

Jos kuun taiMars-kuljettajahänellä oli kyky vaihtaa pyörämuotojen välillä siirryttäessä kiviltä pehmeälle hiekalle, se voisi auttaa heidän pyöriään toimimaan optimaalisesti ja pidentämään niiden käyttöikää. Se ei myöskään poista tarvetta suunnitella yksi pyörän muoto jokaista mahdollista lopputulosta varten - tehtävä on melko vaikea tehdä, kun tienpinta on sata miljoonaa mailia toisella planeetalla.

Mitä seuraavaksi - Joukkue, johon osallistui tutkijoita Harvardin yliopistosta, Soulin kansallisen yliopiston ja Hankook Tire and Technology Co., myöntää, että pyörän prototyyppi ei ole tällä hetkellä kaupallisesti kilpailukykyinen. Mutta heidän mielestään sen kaupallista arvoa voitaisiin parantaa integroimalla uusi konsepti tyypillisiin kumirenkaiden valmistusprosesseihin.

Muu ilmaton rengastekniikkaniinkuin tämä, jonka on myös suunnitellut Hankook, voidaan myös sisällyttää suunnittelun tuleviin toistoihin, mikä tarjoaa entistä jännittävämpiä mahdollisuuksia.

Rengasteknologia kehittyy edelleen materiaalien ja seosten dramaattisen kehityksen, uusien kulutuspintamallien ansiosta - innovaatio johtuu osittain ilmailuteollisuuden ja armeijan uusista haasteista. Origamiin innoittama rengas voi olla liian monimutkainen mihinkään, mitä aiomme ajaa tiellä milloin tahansa, mutta erittäin erikoistuneisiin sovelluksiin - sanotaanmuilla planeetoilla- se voi olla vain lippu.

Abstrakti:Komposiittikalvo-origami on ollut tehokas ja toimiva menetelmä muunneltavien mekanismien rakentamiseksi, samalla kun se yksinkertaisti huomattavasti niiden suunnittelua, valmistusta ja kokoonpanoa; sen rajoitettu kantokyky on kuitenkin rajoittanut sen käyttömahdollisuuksia. Pyörän suunnittelussa kalvon origami tarjoaa ainutlaatuisia etuja verrattuna perinteisiin vastaaviin, kuten yksinkertainen valmistus, korkea paino / hyötykuormasuhde ja suuri muodon vaihtelu, mikä mahdollistaa pehmeyden ja joustavuuden kinemaattisessa mekanismissa, joka neutraloi nivelten vääristymät ja vaimentaa iskut maasta. Tässä kerrotaan kalvon origamiin perustuvasta muunnettavasta pyörästä, joka pystyy kantamaan yli 10 kilonewtonin kuorman. Suuren hyötykuorman saavuttamiseksi hyväksymme paksun kalvon välttämättömäksi elementiksi ja otamme käyttöön lankaverkon suunnittelusäännön paksun kalvon sijoittamiseksi. Paksuuden kasvu voi aiheuttaa geometrisen ristiriidan puolelle ja kalvolle, mutta liiallinen venytysenergian kertyminen on ainutlaatuista kalvon paksuuden kasvulle. Siten kalvonpaksuuden sovittamista koskevilla suunnittelusäännöillä pyritään käsittelemään sekä geometrisia että fyysisiä ominaisuuksia, ja näitä sääntöjä sovelletaan origamikuvioihin haluttujen pyörän muotojen ja muutoksen saamiseksi. Saadun pyörän kyky soveltaa henkilöautoon ja validoitu kenttätestillä. Tutkimuksemme osoittaa, että kalvo-origamia voidaan käyttää suuritehoisiin sovelluksiin.

Muuten, jos pidit tästä artikkelista, pidät viikoittaisesta autokatsausuutiskirjeestäniPRNDL. Napsauta tätätilaa ilmaiseksiSubstackissa. Vastaan ​​jopa uusiin autoihin liittyviin kysymyksiisi!